土木工程测试技术概论.pdf

1、土木工程测试技术王奎华浙江大学建筑工程学院第一章 土木工程测试技术 概述1.1课程性质及主要内容一.课程性质、背景:本课程为院级硕士生学位课程(平台课程).由原实验土力学、结构试验技术、混凝土无损检测技术、道路桥梁检测技术等多门测试技术相关课程整合而成。目的：宽口径培养学生、增强适应能力。二.主要内容（共六个部分）:1、绪论部分；2、介绍土木工程测试的仪器设备；加载设备：静态、动态测量设备：分析设备：模拟、数字式3、模型试验理论和技术；（相似理论）1940年11月7日，美国华盛顿州塔科马桥因风振致毁。这一严重的桥梁事故，开始促使人们对悬索桥结构的空气动力稳定问题进行研究。该桥主跨长853.4m

2、，全长1810.56m，桥宽11.9m，而梁高仅1.3m。通过两年时间的施工，于1940年7月1日建成通车。但由于当时人们对柔性结构在风作用下的动力响应的认识还不深入，该桥的加劲梁型式极不合理（板式钢梁），导致在中等风速(19m/s)下结构就发生破坏。据说，在出事当天，一位记者把车停在桥上，并把一条狗留在车内。桥倒塌时，只有他本人跑到了桥台处。当地的报纸以简洁的标题对这场事故作了报道，“损失：一座桥、一辆汽车、一条狗”。10年以后，才开始重新修建塔科马桥。仍采用悬索桥型式，但加劲梁改为桁架式。新桥总长较旧桥长12m，于1950年10月14日建成通车。该桥破坏时，当地Tacoma报社的编辑Leo

3、nard Costsworth恰好路过，并用摄影机记录下一段珍贵的胶片。这才使得后人有机会一睹当年桥毁场面。4、动态测试和分析技术；振动与波动理论基础动力特性测试技术振源特性测试技术振动响应测试技术伏尔加河大桥伏尔加河大桥共振振源动力特性检测1、主振源探测逐台开动法波形分析法2、振源动力特性测试直接测定法；间接测定法。各种振源的振动记录图动力特性参数：自振频率、振型和阻尼系数自由振动法（撞击荷载法）动力特性测定放大器桥盒动态电阻应变仪光线示波器结构物撞击拾振器位移传感器自由振动衰减量测系统5、数字信号处理技术土工试验方法：方法：1.1.土的物理性质试验：土的物理性质试验：砂土：颗粒级配、相对密

4、度砂土：颗粒级配、相对密度(比重比重)、天然含水量、天然、天然含水量、天然密度、最大和最小干密度。密度、最大和最小干密度。粉土：颗粒级配、液限、塑限、相对密度、天然含水量、粉土：颗粒级配、液限、塑限、相对密度、天然含水量、天然密度和有机质含量。天然密度和有机质含量。黏性土：液限、塑限、相对密度、天然含水量、天然密黏性土：液限、塑限、相对密度、天然含水量、天然密度和有机质含量。度和有机质含量。2.2.土压缩、固结试验；土压缩、固结试验；3.3.土的抗剪强度试验：土的抗剪强度试验：如直剪试验、各种常规三轴试验、如直剪试验、各种常规三轴试验、无侧限抗压强度试验等；无侧限抗压强度试验等；4.4.土的动

5、力性质试验：土的动力性质试验：如动三轴试验、共振柱试验、动如动三轴试验、共振柱试验、动单剪试验等；单剪试验等；5.5.岩石试验：岩石试验：如岩矿鉴定、块体密度试验、吸水率和饱如岩矿鉴定、块体密度试验、吸水率和饱和吸水率试验、耐崩解试验、膨胀试验等。和吸水率试验、耐崩解试验、膨胀试验等。6、测试技术专题（结构、水工、土工试验）颗粒级配试验设颗粒级配试验设备备（1 1）筛分法筛分法（粒（粒径径0.075mm0.075mm）：用一套孔径不同的筛子，用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔逐渐减按从上至下筛孔逐渐减小放置。将事先称过质小放置。将事先称过质量的烘干土样过筛，称量的烘干土样过筛，称出留在各筛上

6、的土质量，出留在各筛上的土质量，然后计算其占总土粒质然后计算其占总土粒质量的百分数量的百分数(2)(2)比重计法比重计法（粒径小于（粒径小于0.075mm0.075mm）：利用不同利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小于某粒径的土粒大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小于某粒径的土粒含量含量颗粒级配试验设颗粒级配试验设备备液塑限联合测定仪液塑限联合测定仪直接剪切试验无侧限压缩仪无侧限压缩仪三轴压缩试验原位测试方法分类原位测试方法分类岩土工程原位测试岩土工程原位测试(tests in situ)(tests in situ)是在天然是在天然条件下原位测定岩土体的各种工程性质。条件下原位测

7、定岩土体的各种工程性质。1.1.岩土力学性质试验，如：岩土力学性质试验，如：载荷试验、静力触探载荷试验、静力触探试验、圆锥动力触探试验、标准贯入试验、十字板试验、圆锥动力触探试验、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验、扁铲侧胀试验、现场剪切试剪切试验、旁压试验、扁铲侧胀试验、现场剪切试验、岩土原位应力测试、声波测试、点荷载试验验、岩土原位应力测试、声波测试、点荷载试验等。等。2.2.水文地质试验，如：水文地质试验，如：钻孔抽水试验、压水试验、钻孔抽水试验、压水试验、渗水试验渗水试验等。等。3.3.改善岩土性能的试验，如：改善岩土性能的试验，如：灌浆试验、桩基承灌浆试验、桩基承载力试验载力试验

8、等，这里着重介绍岩土力学性质试验。等，这里着重介绍岩土力学性质试验。1.2工程测试技术概念及分类一.概念 土木工程测试技术泛指为土木工程设计获取材料参数,为工程质量检测提供技术依据,及为工程施工和运行提供相关状态参数的各种测试试验监测的技术.二.分类:土木工程测试技术目前无统一分类标准，可按下列不同标准进行划分：1、按试验及测试目的分类：2、按学科专业进行分类：3、按荷载类型或参数变化特征分类：4、按测试的参数类型分类：1.3土木工程测试技术重要性一.土木工程测试技术测试技术建设实践中十分重要;二.而且在测试技术理论的形成和发展过程中也起着决定性的作用;如岩土工程中的许多理论是建立在试验基础上的，如Terzaghi的有效应力原理是建立在压缩试验中孔隙水压力的测试基础上的，Darcy定律是建立在渗透试验基础上的，剑桥模型是建立在正常固结粘土和微超固结粘土压缩试验和等向三轴压缩试验基础上的。三.测试技术也是工程设计的合理性和保证施工质量的重要手段;1.4 发展趋势一.多学科融合；二.先进技术的应用和渗透及时有效地利用其他学科科学技术的成果，将对推动土木工程领域的测试技术发展起到越来越重要的作用，如电子计算机技术、电子测量技术、光学测试技术、航测技术、电、磁场测试技术、声波测试技术、遥感测试技术等方面的新的进展都有可能在土土工程测试方面找到应用的结合点。